新思科技调查案会对中国芯片产业产生什么影响？

张孝荣

日前，美国EDA软件公司新思科技（Synopsys）接受美国商务部的调查，理由是该公司可能将关键技术转让给被“禁”的中国公司。这一事件让大众将目光聚焦到了EDA软件上。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的简称，对于芯片的“诞生”起着举足轻重的作用。芯片在设计的时候，需要在单位平方厘米上的狭小空间内布局数十亿乃至更多个晶体管及相关电路，这相当于在指甲上规划一个城市，手绘当然难以实现，只能交给计算机完成，工程师通过软件进行操控，这个软件就是EDA，负责芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程。

EDA对芯片至关重要。芯片产业可以分成三大环节，分别是设计、制造和封测，EDA软件是芯片设计的必备工具，同时在晶片制造和封测环节也有重要应用，因此也被称为“芯片之母”。

全球EDA市场的三大巨头

芯片产业会在哪些方面被“卡脖子”？制造设备环节当属光刻机，而软件环节就是EDA软件了。

目前全球EDA市场主要有三大巨头，分别是美国的新思科技、楷登电子及西门子EDA。根据美国公司数据统计，新思科技在全球EDA市场中占比达32.14%，远超过第二、三名楷登电子的23.4%和Siemens EDA的14%，3家份额合计约占全球市场70%。据估计，在中国市场，3家公司占据了80%以上的市场份额。近几年来，三家巨头公司资产规模均在500亿元上下，每年营收也达到了200亿元左右。

本次受调查的新思科技成立于1986年12月，总部位于美国加州山景城。新思科技通过在中国建立合资企业，开展中国业务。2017年末，新思科技宣布在中国成立新的战略投资基金，首期基金规模一亿美元。在2018年和2019年，新思科技在中国分别成立了芯思原和全芯智造两家合资公司，前者意在加强芯片IP领域的本土合作，后者旨在加强制造类EDA领域的本土合作。

另外两家公司，楷登电子成立于1988年，总部位于美国加州圣何塞；西门子EDA前身为美国的明导公司，成立于1981年4月，总部位于美国俄州威尔森维尔。

在三巨头中，新思科技的产品线最为全面，它的优势在于数字前端、数字后端和验证测试；楷登电子的优势在于模拟和混合信号的定制化电路和版图设计；西门子EDA在物理验证领域优势较为突出，在印制电路板方面也有一定优势。

华为旗下海思半导体使用的EDA工具，不是单纯用一家公司的EDA设计软件，而是用了4家产品，除了上述三巨头外，还包括美国的安似科技Ansys。安似科技的软件产品一般应用在超算、航空航天等高端制造领域，同时该公司也有芯片设计EDA，近日宣布正式加入EDA Alliance联盟。

做中国自己的EDA工具

对于国内来说，发展国产替代势在必行，应鼓励做中国的EDA工具。整体来看，国内EDA与三巨头之间存在较大差距。

一是基础较差。虽然中国EDA行业起步较早，1986年即开始研发我国自有EDA系统（即熊猫系统），但由于行业生态环境的发展和支撑相对滞后，技术研发优化和产品验证迭代相对缓慢，目前整体行业技术水平与国际EDA巨头存在差距。一方面，由于缺乏头部工厂合作，导致难以匹配目前最先进的工艺，这是国产EDA厂商面临的根本障碍。另一方面，国产EDA目前仍不能实现全工具链覆盖。由于EDA工具链非常长，涉及软件种类，国内大多从某一环节单点切入，部分流程与环节具备较强竞争力，缺少全流程的解决方案。

二是人才缺乏。国内企业相比国际领先企业起步相对较晚，专业人才仍较为缺乏，尤其高端人才更加稀缺，对行业企业人才队伍建设造成了一定的压力。EDA开发工程师需同时理解数学、芯片设计、半导体器件和工艺，对综合技能要求很高。培养一名EDA研发人才，从高校课题研究到从业实践的全过程往往需要10年左右的时间。由于EDA软件开发研究的周期长，投入与产出比率低，行业整体薪酬偏低，导致本土人才流失严重。目前，本土EDA专业人才有限，根据赛迪智库的数据显示，2020年我国EDA行业仅有4400余名人才，其中半数以上就职于外资企业，而Synopsys在全球拥有近1.2万名EDA研发人员。

三是国内企业规模小。如果说三巨头已是大树，国内的企业则仅处在萌芽阶段，由于行业投资回报期较久，因此较难有效吸引社会资金进入，致使本土EDA企业融资渠道相对狭窄。

EDA软件需要不断升级进化

国内企业能否完成对国外巨头的超越？这是一条很长的路，短期内就超越不太现实。有人曾担忧，如果限制EDA软件的销售，那中国芯片设计行业将原地休克。有人说，既然是软件，破解或者做个模仿版行不行？

答案是不行的。单就EDA自身来看，也是很难达到的。

EDA本质是提供一揽子的工具包给客户解决问题。EDA软件并非传统软件那样可以较长时间地一成不变，而是需要不断升级进化。随着下游应用的变化、材料的改变、制程的演进，EDA需要不停地迭代去更新工艺库，最频繁的时候一个月就要更新一次。这意味着，就算模仿了软件的外壳，也没法模仿到工具包。这种情形就像盖大楼一样，可以模仿世界顶级写字楼盖一栋大厦，但是却无法拥有原大厦里的各种顶级商铺和租客。

我们知道，大水才能养大鱼。海洋里长大的鱼类体型可以远远大于湖泊池塘。如果一个市场规模有限，那么企业发展前景就会受限。EDA三巨头以全球市场为水而发展，在全球芯片产业生态中与核心企业有广泛而长远的联系与合作，花了将近40年时间，才发展到了现在的规模。我国EDA行业基础差，人才少，规模小，要走出一条独立的道路，要花更多的时间。

实际上，EDA软件本身是一个比较狭小的市场。从体量来看，EDA的全球规模仅在百亿美元左右。根据SEMI统计，2020年全球EDA市场规模为114.67亿美元，同比增长11.63%。其中，全球EDA需求市场主要集中在美国，2020年美国EDA市场规模约占全球的43%。亚太地区排名第二，2020年EDA市场规模约占全球的35%。面对如此狭小且被巨头瓜分的市场，新兴公司又会有多少动力来开发EDA软件？我们该如何快速破解EDA“卡脖子”难题？这仍需要进一步思考和探索，才能得出答案。

作者简介

张孝荣，深度科技研究院院长。

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来源：本刊原创文章

编辑：艾丽

审核：李子吉

2022年6月1日出版

《中国战略新兴产业》杂志